分体圆柱谐振腔法用于金刚石膜微波介电性能测试的研究

针对金刚石膜微波介电损耗低、厚度薄带来的微波介电性能测试难点, 研制了一台分体圆柱谐振腔式微波介电性能测试装置。利用不同直径的蓝宝石单晶样品, 用上述装置对低损耗薄膜类样品微波介电性能的测试能力及样品直径对测试结果的影响进行了实验研究。在此基础上, 使用分体圆柱谐振腔式微波介电性能测试装置对微波等离子体化学气相沉积法和直流电弧等离子体喷射法制备的高品质金刚石膜在Ka波段的微波介电性能进行了测试比较。测试结果表明, 由Raman光谱、紫外-可见光谱等分析证明品质较优的微波等离子体化学气相沉积法制备的金刚石膜具有更高的微波介电性能, 其相对介电常数和微波介电损耗值均低于直流电弧等离子体喷射法制备的金刚石膜。     

基片位置对MWPCVD制备金刚石薄膜的影响

在石英钟罩式微波等离子体化学气相沉积实验装置中研究了基片位置对金刚石薄膜沉积质量的影响。扫描电子显微镜显微形貌观察和激光喇曼谱分析表明，对微波等离子体化学气相沉积制备金刚石薄膜而言，基片位置处于近等离子体球下游区域将有利于改善金刚石薄膜沉积质量。     

MPCVD法在氧化铝陶瓷上的金刚石膜沉积及其成核分析

用微波等离子体化学气相沉积（ＭＰＣＶＤ）法在氧化铝陶瓷基片上沉积了金刚石薄膜。实验表明，对基片进行适当的预处理，包括用金刚石研磨膏仔细研磨和沉积前原位沉积一层无定形碳层，可显著提高成核密度；对硅衬底和氧化铝基片上金刚石膜的成核过程进行了对比分析，并提出了提高氧化铝基片上沉积金刚石的成核的措施。     

DBD等离子体合成类金刚石薄膜及其性能表征

利用一种新颖的高气压介质阻挡放电(DBD)等离子体下游区装置,以CH4、H2和Ar气体分别作为碳源与稀释气体,成功地进行了快速合成类金刚石薄膜的探索.实验分别研究了不同气体比例条件下类金刚石薄膜的生长情况.并对所合成的薄膜分别进行了水接触角、表面粗糙度、红外光谱和Raman光谱测试分析.结果表明,在放电等离子体下游区能够快速沉积特征峰明显的类金刚石薄膜,充分体现了高气压介质阻挡放电在材料合成方面的优势.     

微波等离子体化学汽相沉积人工合成金刚石薄膜的进展

本文在简述了人工合成金刚石薄膜的各种工艺方法之后，重点综述微波等离子体化学汽相沉积 （ＭＷＰＣＶＤ）的工艺方法，同时，微波功率对类金刚石薄膜晶粒尺寸的影响，尤其是原子Ｈ在形成金刚 石相及抑制生成石墨相的机理进行了解释，并提出了若干预测。     

圆柱谐振腔式微波等离子体金刚石膜CVD沉积室的FDTD模拟与优化

微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)技术被认为是制备高质量金刚石膜的一种最重要的技术手段。对微波等离子体金刚石膜沉积装置进行模拟与优化,可大大减少设计和改进MPCVD装置时所需要的时间与成本。本文在结合使用谐振腔质量因子和沉积台上方等离子体的密度与分布两个优化判据的基础上,采用Matlab语言和时域有限差分方法,模拟了圆柱谐振腔式微波等离子体金刚石膜沉积装置,并对其主要尺寸进行了优化。     

微波等离子CVD法在石英玻璃上生长金刚石薄膜

在真空条件下采用氢气刻蚀二氧化硅形成硅膜，用微波等离子化学气相沉积法在玻璃上生长金刚石薄膜，并用X射线衍射、Raman光谱和光电子能谱对石英玻璃上的金刚石薄膜进行分析，指出其形成中间层SiO2/Si/SiC/C（金刚石）是在石英玻璃上生长金刚石薄膜的关键。     

MPCVD金刚石膜装置的研究进展

微波等离子体(MPCVD)法因其独特的优势,成为高速、大面积、高质量制备金刚石膜的首选方法,MPCVD金刚石膜装置的研究受到科研人员和工业界的广泛关注。文章对金刚石膜的性质和各种制备方法进行了简要概述,论述了CVD金刚石膜的生长机理,着重阐述了各种MPCVD装置的结构特点及工作原理,并对各种装置的优、缺点进行了分析。研究结果表明:研制具有高品质因数谐振腔能激发均匀微波等离子体的MPCVD装置,是进一步开发金刚石膜工业化应用所需解决的主要问题。     

微波等离子体CVD制备金刚石薄膜的宏观参数讨论

本文研究了微波等离子体化学气相沉积制备金刚石薄膜的宏观控制参量对成核和生 长过程的影响．过高的碳源浓度、低的衬底温度不利于金刚石膜的生长．在金刚石膜的 成核和生长期采用不同的条件，生长出晶形较好的金刚石薄膜。     

微波等离子体化学气相沉积技术制备金刚石薄膜的研究

介绍了微波等离子体化学气相沉积法（MPCVD）制备金刚石薄膜的研究情况，重点论述了该法的制备工艺对金刚石薄膜质量的影响及其制备金刚石薄膜的应用前景。     

微波等离子体刻蚀处理对金刚石薄膜涂层刀具附着力和切削性能的影响

用HFCVD法在硬质合金（YG6）刀具衬底上沉积金刚石薄膜,用氢微波等离子体刻蚀的方法对衬底进行表面预处理,研究了该预处理技术对WC硬质合金衬底表面成分的影响,进一步探讨了所沉积金刚石薄膜的表面形貌和附着力,并通过难加工材料实际切削试验。研究了所制备的金刚石薄膜涂层刀具的切削性能。试验结果表明,Ar-H2微波等离子体刻蚀脱碳处理是提高金刚石薄膜附着力和改善涂层刀具切削性能的有效预处理方法。     

大气下燃烧火焰法合成金刚石薄膜的结构与形貌

一、前言 金刚石具有一系列优异、独特的物理性质。已成为举世瞩目的特种材料。但不论是高温高压合成的,还是天然的金刚石,都不能制成膜状金刚石。因此,多年来人们只利用了金刚石超高硬度、高耐磨的特性,其它优异的功能性质均因形态所限而未能得到充分的开发利用。1958年,美国人Eversote用低气压气相法制备金刚石薄膜获得成功。进入80年代以来,成功地发展了多种化学气相沉积(CVD)金刚石多晶薄膜的制备方法,薄膜的生长速率、沉积面积和结构性质已逐步达到可应用的程序。 在各种激活的CVD方法中,利用氧—乙炔火焰喷枪沉积金刚石是一个非常有意义的新方法,它能在大气压下工作,且设备简单,操作较易。合成颗粒状金刚石时,合成速率最高为200μm/h,平均为30～50μm/h;合成薄膜时为100μm/h,合成类金刚石膜时为200～250μm/h,合成速度比热灯丝法或微波等离子体CVD法快10倍以上。用火焰法合成的金刚石质量优异,甚至可以得到透明的高质量金刚石。近三年来的研究发展情况表明,金刚石火焰合成法已经成为低压气相合成金刚石研究领域最受重视的方法之一。     

原位氮掺杂对CVD金刚石薄膜生长和结构的影响

以氮气为杂质源，采用微波等离子体化学气相沉积技术进行了金刚石薄膜的原位掺杂，研究了氮掺杂对CVD金刚石薄膜的形貌结构和生长行为的影响。运用SEM，Raman，XRD和FTIR等手段对样品进行了分析表征。实验结构表明，原位氮掺发的CVD金刚石薄膜的晶面显露、晶粒尺寸、致密性、生长速率以及薄膜的微结构特征等均强烈的地依赖于反应气体中氮源浓度比；如果氮源气体流量适当，杂质氮不仅能进入金刚石薄膜晶格中，还能与薄膜中碳原子形成化学键结合。     

甲烷浓度对金刚石薄膜质量的影响

纳米金刚石薄膜具有优异的性能,已在多个领域获得广泛应用.但微波等离子体化学气相沉积制备的金刚石薄膜质量却严重受沉积工艺的影响,为了深入了解沉积工艺对制备的金刚石薄膜质量的影响,本文详细研究了甲烷浓度对微波等离子体化学气相沉积( MPCVD)金刚石薄膜质量的影响,利用扫描电镜、X射线衍射、拉曼光谱以及原子力显微镜对其进行...     

用CO和CH_4作为碳气源生长金刚石的比较

使用一氧化碳作碳源气体，用微波等离子体化学气相沉积法在单晶硅上制备金刚石薄膜，分析氧对金刚石生长的影响。     

微波高功率对生长金刚石膜影响的研究

在实验室自制的10 kW微波等离子体化学气相沉积装置中,系统分析提高功率对生长金刚石膜的影响。利用等离子体发射光谱诊断分析高功率微波等离子体放电环境的特征,同时采用扫描电镜及Raman光谱对不同功率条件下获得的金刚石膜的形貌和质量进行表征。结果表明:微波功率的提高可以获得面积更大的强场区域,为金刚石的大面积均匀成膜提供了有利条件;同时提高微波功率可以产生更高的电子密度,激发更多的活性氢原子和有利于金刚石生长的含碳基团;在气压为15 kPa,H_2/CH_4流量比为200∶6 mL/min的条件下,当功率由4000上升到5000 W时,金刚石膜的质量明显得到提高;当功率升高到5500 W时,金刚石质量开始下降,出现孪晶;但在升高功率的过程中,晶粒尺寸增大的趋势没有改变。因此,提高微波功率易于活性氢原子的产生并可更为充分的活化含碳大分子基团;在本实验条件下,当微波功率为5000 W时,所制备的金刚石膜可具有较高的质量。     

反应气压对MWPCVD金刚石膜中非金刚石相碳含量的影响

在水冷反应室式MWPCVD装置中以CH4和H2为反应气体进行了金刚石膜的沉实验，研究了反应气体的压强对金刚石膜中非刚石碳相含量的影响，实验发现，当微波输入功率较小时，随着反应气压的上升，沉积膜中非金刚石相碳的含量单调下降，当微波输入功率较大时，沉积膜中非金铡石相碳的含量先随着反应气压的上升而降低，后又随着反应气压的上升而稍稍增加。     

用发射天线式微波等离子体CVD装置沉积大面积金刚石薄膜

在国内首次研制成功了高气压发射天线式微波等离子体辅助化学气相沉积金刚石薄膜装置，用该装置成功地在３英寸的单晶硅衬底上沉积了Φ７０ｍｍ的金刚石薄膜。这一成果填补了国内空白，对我国金刚石薄膜研究领域的设备更新换代和开发应用具有重要意义。     

通过制备Ti/TiC和Si/SixNy过渡层在铜基体上沉积类金刚石膜的研究

将磁控溅射物理气相沉积（MS-PVD）和电子回旋共振-微波等离子体增强化学气相沉积（ECR—PECVD）技术相结合，在铜基体上通过制备两种不同的过渡层，成功地沉积了类金刚石膜。拉曼光谱结果分析表明，所制备的碳膜都具有典型的类金刚石结构特征。通过原子力显微镜对薄膜的微观形貌进行分析，采用纳米压痕测量薄膜的硬度和模量。并对Ti／TiC过渡层和Si／SixNy过渡层上沉积的类金刚石薄膜进行了研究对比。     

基片预处理对MWPCVD金刚石薄膜的影响

利用自行研制的石英钟罩式微波等离子体化学气相沉积金刚石薄膜装置，研究了硅基片的不同预处理方式对沉积结果的影响。通过扫描电子显微镜形貌观察和喇曼谱分析表明，基片预处理能提高形核密度；用于预处理的金刚石研磨膏的粒度不同，影响金刚石薄膜沉积时的形核密度，晶形和薄膜的质量；表面划痕对沉积金刚石薄膜的影响具有双重性。